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Während in den Computern der 70er Jahre magnetisierbare Ferritkerne als Speicherbausteine ihren Dienst taten, besteht das "Gedächtnis" moderner Rechner aus Silizium. Doch wenn es nach dem Physik-Professor Burkard Hillebrands geht, könnte der alte Kernspeicher bald sein Revival erleben: In Kooperation mit der Firma Siemens und einer Reihe von Hochschulen in ganz Deutschland arbeitet die Universität Kaiserslautern an der Realisierung eines Speicherchips hoher Packungsdichte auf Magnetbasis.
Eine magnetische Speicherzelle besteht im Prinzip aus zwei magnetisierten Schichten, die durch eine isolierende Zwischenschicht mit einer Dicke von nur wenigen Atomlagen getrennt sind. Die magnetischen Felder in den beiden Schichten können sich sowohl gleichsinnig als auch entgegengesetzt orientieren. Eine gleichsinnige Orientierung repräsentiert beispielsweise die binäre "0", eine entgegengesetzte Orientierung dagegen die "1".
Die isolierende Barriere zwischen den Magnetschichten ist so dünn, daß nach Anlegen einer Spannung einige Elektronen hindurchgelangen können - es fließt ein sogenannter Tunnelstrom. Wie stark dieser ist, hängt von der Orientierung der Magnetfelder zueinander ab - einen Effekt, den man als Tunnel-Magnet-Widerstand (TMR, Tunneling Magneto Resistance) bezeichnet. Um ein TMR-Element auszulesen, muß man lediglich den Tunnelstrom messen; sein Speicherzustand wird dabei nicht verändert. Beschrieben wird der Speicher, indem man durch Anlegen eines elektrischen Stromes die Magnetisierungsrichtung der sogenannten "weichen" Magnetschicht ändert.
Da MRAMs ihren Speicherinhalt nicht verlieren, wenn sie nicht mit Strom versorgt werden, würde das lästige "Booten" bei MRAM-bestückten Rechnern in Zukunft entfallen. Sparen könnte man sich auch die energieaufwendigen Auffrisch-Zyklen: Silizium-Chips müssen nämlich etwa jede Zehntelsekunde einen kleinen Spannungsstoß erhalten, damit sie die gespeicherten Informationen nicht vergessen. Dieser "Refresh" macht beispielsweise in Notebooks den Einsatz großer und schwerer Akkus erforderlich.
Schon bis zum Jahr 2005, so Hillebrands, will man den Entwicklungsvorsprung bei den herkömmlichen Halbleiterbausteinen weitgehend aufholen und einen marktfähigen Hochleistungs-Chip herausbringen. Man dürfe die Konkurrenz aus Silizium jedoch nicht vorzeitig abschreiben: "Schließlich wird auf dem Halbleiter-Sektor auch noch kräftig geforscht."
Ansprechpartner:
FB Physik
Prof. Dr. Burkard Hillebrands
Tel.: 0631/205-4228
Fax: 0631/205-4095
Prototyp zum Testen: Mittels solcher 1-Bit-Speichern versuchen die Mitarbeiter der Arbeitsgruppe von ...
None
Criteria of this press release:
Information technology, Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
Research projects, Research results
German
Prototyp zum Testen: Mittels solcher 1-Bit-Speichern versuchen die Mitarbeiter der Arbeitsgruppe von ...
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